package dataStructure.tree.avlTree;

/**
 * @author lhn
 * @date 2024-09-08 16:16
 */

public class AVLTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        int[] arr = {4, 3, 6, 5, 7, 8}; //左旋转测试
//        int[] arr = {10, 12, 8, 9, 7, 6}; ///右旋转测试

        //添加节点双旋转
        int[] arr = {10, 11, 7, 6, 8, 9};
        AVLTree_ avlTree = new AVLTree_();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            avlTree.add(new Node(arr[i]));
        }
        avlTree.delNode(6);
        avlTree.inOrder();  //3， 4， 5， 6， 7， 8
        System.out.println("树的高度 " + avlTree.root.height());
        System.out.println("树的左子树高度 " + avlTree.root.leftHeight());
        System.out.println("树的右子树高度 " + avlTree.root.rightHeight());

    }
}

class AVLTree_ {
    public Node root;

    // 添加节点
    public void add (Node node) {
        if (root == null) {
            root = node;
        } else {
            root.add(node);
        }
    }

    // 中序遍历
    public void inOrder() {
        if (root != null) {
            root.inOrder();
        } else {
            System.out.println("树为空");
        }
    }

    public Node searchNode(int value) {
        if (root != null) {
            return root.searchNode(value);
        } else {
            return null;
        }
    }

    public Node searchParentNode(int value) {
        if (root != null) {
            return root.searchParentNode(value);
        } else {
            return null;
        }
    }

    /**
     * 删除返回右子树的最小节点
     * @param node 传入的节点
     * @return int 以node为根节点，返回右子树最小节点的值
     */
    public int delRightTreeMinNode(Node node) {
        Node targetTempNode = node;
        // 循环查找左节点，找到右子树最小节点
        while (targetTempNode.left != null) {
            targetTempNode = targetTempNode.left;
        }
        delNode(targetTempNode.value);  //删除右子树最小节点
        return targetTempNode.value;    //返回右子树最小节点的值
    }

    public void delNode(int value) {
        if (root != null) {
            Node targetNode = searchNode(value);   // 要删除的目标节点
            if (targetNode == null) {
                System.out.println("要删除的节点不存在");
                return;
            }

            // 判断当前树是否只有一个节点
            if (root.left == null && root.right == null) {
                root = null;
                return;
            }

            Node parentNode = searchParentNode(value);

            // 判断要删除的节点是否是叶子节点 情况1，直接删除
            if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
                if (parentNode.left == targetNode) {
                    parentNode.left = null;
                } else {
                    parentNode.right = null;
                }
            }
            //targetNode是两棵子树的父节点
            else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {
                int minValue = delRightTreeMinNode(targetNode.right); //右子树最小节点
                targetNode.value = minValue;    //删除右子树最小节点，并把删除的节点值赋值给targetNode
                return;
            }
            // targetNode只有一个子树的父节点
            else {
                // 删除的目标节点targetNode只有左子树
                if (targetNode.left != null) {
                    if (parentNode == null) {
                        // 删除的目标节点是根节点，且下面链接了一个节点
                        root = targetNode.left;
                    } else {
                        //删除的目标节点是父节点的左子节点
                        if (parentNode.left == targetNode) {
                            parentNode.left = targetNode.left;
                        }
                        //删除的目标节点是父节点的右子节点
                        else {
                            parentNode.right = targetNode.left;
                        }
                    }
                }
                // 删除的目标节点只有右子树
                else {
                    if (parentNode == null) {
                        // 删除的目标节点是根节点，且下面链接了一个节点
                        root = targetNode.left;
                    } else {
                        //删除的目标节点是父节点的右子节点
                        if (parentNode.right == targetNode) {
                            parentNode.right = targetNode.right;
                        }
                        //删除的目标节点是父节点的左子节点
                        else {
                            parentNode.left = targetNode.right;
                        }
                    }
                }


            }
        } else {
            System.out.println("树为空，无法执行删除操作...");
        }
    }
}

class Node {
    int value;
    Node left;
    Node right;
    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                "value=" + value +
                '}';
    }

    /**
    * 返回左子树的高度
     * @return int
    */
    public int leftHeight() {
        return left == null ? 0 : left.height();
    }

    /**
    * 返回右子树的高度
     * @return int
    */
    public int rightHeight() {
        return right == null ? 0 : right.height();
    }

    /**
    * 返回以当前节点为根节点的高度
     * @return int
    */
    public int height() {
        return Math.max(
                left == null ? 0 : left.height(),
                right == null ? 0 : right.height()
        ) + 1; //
    }

    /**
    * 在插入和删除节点时，判断是否存在失衡，左旋转
    */
    public void leftRotate() {
        // 创建新的节点，用当前节点的值
        Node newNode = new Node(this.value);
        // 把当前节点的左子树赋值给新的节点的左子树
        newNode.left = this.left;
        // 把当前节点的右子树的左子树赋值给新的节点的右子树
        newNode.right = this.right.left;
        // 把当前节点的值设置为右子树的值
        this.value = this.right.value;
        // 把当前节点的右子树设置为右子树的右子树
        this.right = this.right.right;
        this.left = newNode;
    }

    /**
     * 在插入和删除节点时，判断是否存在失衡，右旋转
     */
    public void rightRotate() {
        Node newNode = new Node(this.value);
        newNode.right = this.right;
        newNode.left = this.left.right;
        this.value = this.left.value;
        this.left = this.left.left;
        this.right = newNode;
    }

    /**
     * 添加节点，递归实现
     * @param node
     */
    public void add (Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        if (node.value < this.value) {
            if (this.left == null) {
                this.left = node;
            } else {
                this.left.add(node);
            }
        } else {
            if (this.right == null) {
                this.right = node;
            } else {
                this.right.add(node);
            }
        }

        //  失衡节点左旋：新插入的节点的位置在根节点的右孩子的子树上
        if (leftHeight() - rightHeight() < -1) {
            //  先对失衡节点的右孩子右旋，失衡节点左旋：新插入的节点的位置在根节点的右孩子的左子树上（RL型）
            if (this.right != null && this.right.leftHeight() > this.right.rightHeight()) {
                this.right.rightRotate();
            }
            this.leftRotate();
        }
        //  失衡节点右旋：新插入的节点的位置在根节点的左孩子的子树上
        else if (leftHeight() - rightHeight() > 1) {
            //  先对失衡节点的左孩子左旋，失衡节点右旋：新插入的节点的位置在根节点的左孩子的右子树上（LR型）
            if (this.left != null && this.left.leftHeight() < this.left.rightHeight()) {
                this.left.leftRotate();
            }
            this.rightRotate();
        }
    }

    /**
     * 中序遍历
     */
    public void inOrder() {
        if (this.left != null) {
            this.left.inOrder();
        }
        System.out.println(this);
        if (this.right != null) {
            this.right.inOrder();
        }
    }

    /**
     * 查找要删除额节点
     * @param value
     * @return Node
     */
    public Node searchNode(int value) {
        if (value < this.value) {
            if (this.left != null) {
                return this.left.searchNode(value);
            } else {
                return null;
            }
        } else if (value > this.value) {
            if (this.right != null) {
                return this.right.searchNode(value);
            } else {
                return null;
            }
        } else {
            return this;
        }
    }

    /**
     * 查找删除节点的父节点
     * @param value
     * @return 删除节点的父节点
     */
    public Node searchParentNode(int value) {
        // 判断当前节点的左子节点或右子节点是否为要删除的节点
        if (
                (this.left != null && this.left.value == value) ||
                        (this.right != null && this.right.value == value)
        ) {
            return this;
        } else {
            if (this.left != null && value < this.value) {
                return this.left.searchParentNode(value);
            } else if (this.right != null && value > this.value) {
                return this.right.searchParentNode(value);
            } else {
                return null; // 没有找到父节点
            }
        }
    }

}
